Устройство для автоматического управления процессом магнитного обогащения железных руд

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК пл 1479106 3 В 13 ОО САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Свердловский горный институт им. В. В. Вахрушева(56) Троп А. Е. и др. Автоматическое управление технологическими процессами обогатительных фабрик. М.: Недра, 1986, с. 145.Авторское свидетельство СССР1044332, кл. В 03 В 13/00, 1982.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ МАГНИТНОГО ОБОГАЩЕНИЯ ЖЕЛЕЗНЫХ РУД(57) Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано на обогатительных фабриках черной металлургии, Цель - повышение точности управления процессом обогащения за счет обеспечения в широком диапазоне компенсации влияния возмущающих воздействий на процесс. Устройство содержит датчики 7, 8 и 1 содержания железа (СЖ) в промпродукте, в хвостах и в исходном питании (ИП), соответственно, датчики 2, 3 и 4 расхода ИП и воды в процесс и напряженности магнитного поля, соответственно регуляторы 14, 20 и 18 расхода воды в процесс, напряженности магнитного поля и расхода ИП в процесс соответственно. Сиг. палы с датчиков 1 - 4 поступают на входы блоков 5 и 6 расчета прогнозируемых значений СЖ соответственно в промпродукте и в хвостах. Сигнал с блока 5 сравнивается в элементе 1 О сравнения с сигналом с датчика 7. Выходной сигнал с элемента 10 пропорционален значенио возмущения, наложенному ва СЖ в промпродукте. Сигнал с выхода блока 6 сравнивается в элементе 9 сравнения с сигналом, поступившим с датчика 8 СЖ в хвостах. Сигнал на выходе эле ента 9 пропорционален значению возмущения, наложенному на СЖ в хвостах. Сигналы с датчика 1 и с элементов 9 и 10 поступают соответственно на входы экстраполяторов (ЭП) 11, 12 и 13. По сигналу с выхода ЭП 11 и сигналу, поступившему с корректора 17, в блоке 14 рассчитываются ожидаемые значения СЖ в промпродукте и в хвостах без учета значений неконтролируемых возмущений. Сигналы с выходов блока 14 и ЭП2 и 13 поступают в блок 15, где рассчитываются1479106 ожидаемые значения СЖ в промпродуктах и в хвостах с учетом прогнозируемых значений неконтролируемых возмущений. По этим сигналам и сигналам с коррекИзобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано на обогатительных фабриках черной металлургии.Цель изобретения - повышение точности управления за счет обеспечения в широком диапазоне компенсации влияния возмущающих воздействий на процесс.На чертеже представлена блок-схема данного устройства.Устройство включает датчик 1 содержания железа в исходном питании, датчик 2 расхода исходного питания (руды), датчик 3 расхода воды в процесс, датчик 4 напряженности магнитного поля, блоки 5 и 6 расчета прогнозируемых значений содержания железа соответственно в промпродукте и в хвостах, датчик 7 содержания железа в хвостах, датчик 8 содержания железа в промпродукте, которые соответственно соединены с первыми входами первого и второго элементов 9 и 10 сравнения, экстраполятор1 содержания железа в исходном питании, экстраполяторы 12 и 13 врличин возмущений, наложенных на содержание железа соответственно в хвостах и промпродукте, блок 14 расчета ожидаемых величин содержания железа в промпродукте и в хвостах, последовательно соединенные сумматор 15, блок 16 вычисления себестоимости промпродукта, корректор 17, первый выход которого соединен с первым входом блока 14, а второй выход корректора 17 подключен соответственно к регулятору 18 расхода исходного питания, регулятору 19 расхода воды в процесс и к регулятору 20 напряженности магнитного поля, выход элемента 9 сравнения через экстраполятор 12 соединен с первым входом сумматора 15, выход элемента 1 О сравнения через экстраполятор 13 соединен с вторым входом сумматора 15. Датчик 1 соединен с входом экстраполятора 11, выход которого соединен с вторым входом блока 14, выход которого соединен с третьим входом сумматора 15. Датчик 1 также соединен с первыми входами блоков 5 и 6, выходы которых соответственно подключены к первому и второму элементам 9 и 10 сравнения. Датчики 2, 3, 4 подключены к вторым, третьим и четвертым входам блоков 5 и 6.В качестве датчика 1, датчиков 7 и 8 используется анализатор СРМ, в качесттора 17 в блоке 16 рассчитываются значения оптимальных управляющих воздействий. Последние являются новыми зада. ниями для регуляторов 18, 19 и 20. 1 ил. ве датчика 2 - электронно-гидравлические весы ЭГВ, датчика 3 - диафрагма в комплекте с дифманометром; датчика 4 - дифференциально-трансформационный дат чик, механически связанный с подвижнымимагнитными полюсами сепаратора (на чертеже не показаны).Модели технологического процесса в блоках 5 и 6 представлены уравнениями 10 Ли=ЬЯр(Ф - тр)+Ь 2 Яь(1 - ,ть)++ СзН (1 - тн ) (2) где Яр, Яэ, Н - фактические величины рас 15 ходов исходного питания,воды и напряженности магнитного поля соответственно;Л, Л приращения содержаний20 железа в промпродукте и вхвостах, вызванные изменениями управляющих воздействий;тр, тэ, т - эквивалентные запаздывания в соответствующих ка 25 налах управления;Ь 1,Ь 2,Ьз,С 1,С 2,Сз - коэффициенты.В соответствии с уравнениями (1) и (2)блоки 5 и 6 реализуются с использованием элементов задержки и сумматоров,например, с использованием процессорного30 устройства КР 580 ИК 80 А,В блоке 14 производится расчет ожидаемых величин содержаний железа в промпродукте и в хвостах без учета неконтролируемых возмущений в соответствии свыражениямир=Ь 1 ф+Ь 2 ф+ЬзН (1)+с 1 аэ (3) где Яп, Яэ, Н - рассчитанные в корректорезначения управляющих воздействий;40 аэ - экстраполированное на момент времени значение содержания железа в исходном питании.Блок 14 реализуется с помощью сумматора (КР 580 ИК 80 А).45 Критерий оптимизации (себестоимостьконцентрата) рассчитывается по формулеР=10+11 ЯР+12 Яв+1 ЗН +14 аэ+15 Щ+Где о, 1, "., 1 о - коэффициенты, учитываюшие цены материальных ресурсов и их удельные зат.раты;гр 1, Гр, - сигналы, пропорциональныенеконтролируемым возмушениям, наложенным на содержания железа в промпродукте и в хвостах.Блок 16 реализуется с помошью сумматора (КР 580 ИК 80 А).В корректоре 17 рассчитываются значения управляющих воздействий. При использовании аналоговых сигналов с помошью серийного экстремального регулятора ЭРБпри использовании цифровых сигналов с помощью процессорного устройства КР 580 ИК 80 А.Схемы экстраполяторов 12 и 13 аналогичны. Функциональная схема не показана) экстраполятора включает в себя элементы задержки на фиксированное время то,2 то,3 то, где время то обычно соответствует интервалу дискретности контроля, усилители с коэффициентами ао,аа., и сумматор. Таким образом, экстраполяция (прогнозирование) значений сигналов осушествляется с помощью авторегрессионных моделей вида:кл(тг)= Ха р и - 1) где а - момент дискретного времени.Устройство работает следующим образом.Сигналы с датчика 1 содержания железа в исходном питании, датчиков 2, 3, 4 постуггают на входы блоков 5;1 6, представляюших собой модели технологического процесса. Сигнал на выходе блока 5 соответствует приращению содержания железа в промпродукте, обусловленному изменениями расходов исходного питания воды и напряженности магнитного поля. Сигнал на выходе блока 6 соответствует прирашению содержания железа в хвостах, обусловленному изменениями расходов исходного питания, воды и напряженности поля. Сигнал с выхода блока 5 сравнивается в элементе 10 сравнения с сигналом, поступившим с датчика 7 содержания железа в промпродукте, Сигнал на выходе элемента 10 сравнения, являющийся разностью между прогнозируемым и фактическим значениями содержания железа в промпродукте, пропорционален значению возмущения, наложенному на содержание железа в промпродукте. Сигнал с выхода блока 6 сравнивается в элементе 9 сравнения с сигналом, поступившим с датчика содержания железа в хвостах. Сигнал на выходе элемента 9 сравнения пропорционален значению возмушения, наложенному на содержание железа в хвостах. Сигнал с выхода датчика 1 содержания железа в исходном питании поступает на вход экстрзполятора 11, с выхо 50 55 10203540 да элемента 9 сравнен 1 Яэкстрзполят 013 12, с Вь 1 холз э 10 С 1 о 1 . сравнения - на Вход экстрИолгто 11 13 На выходе экстр 31 Опят 3 110, с Гс; сигнал, про 1091;,011;льн 1,1 прогозирмо,. значению содержаия железа ь исходО; питании, на выходе экс Грзполяторов 12 ,3 получаются сигна.:ы, 1 ро 1,рцио 111,ьые сконтролируемым возмуцеиям. аложеньм на содержание железа в промпродукте и хвостах соответственно. В блоке 14 по сгналу с выхода экстраполятора 11 и сип 13. лу, поступившему с автоматического корректора 17, рассчитываются ожидаемые значения содержания железа в промпродукте и в хвостах без учета значе;гий неконтролируемых возмущений, наложенных на содержание железа В промпролукте и в хвостах. В б:Оке сумматора 5 рзсс 1 Итыг 13 Отея Ожидаемье значеия солержаий жс,1 сза В промпродукте и В хвостз., с у;етом прогнозируемых значений неконтролируемых Возмушсний. В блоке 16 по ожилаемым значениям содержаний железа в промпродукте и В хвостах и сигналам, поступившим с автоматического корректора, рассчитываются значения критерия оптимизации. В корректоре 17 рассчитываются значеия о- тималъных улрзвляюших Возлеиствий. ОГ 11- мальные значенияправляюнгих Воздейств 11, обеспечивающие максимальное значение критерия, являются новыми заданиями лля рсгуляторов 18, 19, 20 расходов исходого питания, Воды и напряженности,о;я.Благодаря ввеле 11 ым блокам и связям учитывается влияние неконтролируемых возму 1 цаюших воздействий нз техно,Огический процесс, что новы;ает точность уг.1 авлеиия. Кроме того, поиск оптимального технологического режима 3 Объекте заме 1 яется поиском на модели. Это позьоляет иск.1 ючить потери на поиск и тем самым повысить качество уиразления. Потери а поиск оценены путем имитационного моделирования системы управления. Исключение этих потерь приводит к увелНе 11 ю про 13- водительности по концентрату 3 2,5,;,. Формула изобретеничУстройство для автоматического урзвления процессом магитного обогашеия железных руд, солержашее латчики содержания железа в промпролукте и в хвостах, регулятор расхола волы в процесс и регулятор напряженности магитого поля, отличагощееея тем, что, с целью повыиеия точности управления за счет обеспечс 1 ия В ШИРОКОМ ЛИЗГ 13 ЗОНЕ ОМПЕСЗЦ 1 1,151 ИЯ Возмушаюших Воздействий ; 11 цсс, о 1 о снабжено датчиками Зсхола исхолног - тания и волы в процесс. Олсржи я железа в исходном нитаии, датчиком 113- пряжености магнитного оля, бло 31 расчета прогнозируемых Величсодержа 51 железа в ромпролукте и хвостах, двумя1479106 Составитель Г. Алексеева Редактор И. Сегляиик Техред И. Верес Корректор О. Кравцова Заказ 24695 Тираж 499 Г 1 одписное ВНИгПР Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР3035, Москва, Ж - 35, Раушская иаб., д. 45 Гроизводственио-издательский комбинат 1 атеит, г. Ужгород, у,ь Гагарина, Оэлементами сравнения, экстраполятором содержания железа в исходном питании, экстраполяторами возмущений, наложенных на содержание железа в промпродукте и в хвостах, блоком расчета ожидаемых вели чин содержания железа в промпродукте и в хвостах, регулятором расхода исходного питания в процесс, последовательно соединенными сумматором, блоком вычисления себестоимости промпродукта, корректором, первый выход которого соединен с первым входом блока расчетаожидаемых величин содержания железа в промпродукте, а второй выход корректора подключен соответственно к регуляторам расхода исходного питания, воды в процесс и регулятору напря женности магнитного поля, причем выход датчика содержания железа в хвостах соединен с первым входом первого элемента сравнения, выход которого через экстраполятор величин возмущений, наложенных на содержание железа в хвостах, соединен с первым входом сумматора, выход датчика содержания железа в промпродукте соединен с первым входом второго элемента сравнения, выход которого через экстраполятор величин возмущений, наложенных на содержание железа в промпродукте, соединен с вторым входом сумматора, а выход датчика содержания железа в исходном питании подключен к первым входам блоков расчета прогнозируемых величин содержаний железа в промпродукте и в хвостах и к второму входу блока расчета ожидаемых величин содержания железа в промпродукте, выход которого соединен с третьим входом сумматора, при этом датчики расхода исходного питания воды в процесс и датчик напряженности магнитного поля соответственно соединены с вторыми, третьими и четвертыми входами блоков расчета прогнозируемых величин содержания железа в промпродукте и в хвостах, выходы каждого из которых подключены к вторым входам первого и второго элементов сравнения,